Científicos de la Universidad Politécnica Nacional de Investigación de Perm (PNIPU) han ideado cómo prolongar la vida útil de las herramientas de corte de metal. El efecto se logra rociando sobre ellas un recubrimiento endurecedor de nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Cuando una fresa, broca u otra herramienta con este u otro recubrimiento multicomponente funciona, se forma una fina capa protectora de óxido en su superficie. Esta capa evita las acumulaciones y aumenta la eficiencia y la vida útil de la herramienta. Sin embargo, los parámetros de la pulverización magnetrón del recubrimiento para formar una capa lo más eficaz posible aún están en fase de estudio y perfeccionamiento.
Precisamente estos parámetros son los que se han abordado en profundidad en la PNIPU. Allí se determinó la frecuencia óptima de los impulsos al crear el recubrimiento de TiAlN mediante pulverización magnetrón.
La pulverización es un proceso en el que los átomos o moléculas se transfieren desde el objetivo, en este caso desde el material de TiAlN, a la superficie de la herramienta. Esto ocurre en una cámara de vacío cuando se suministra gas a baja presión, normalmente argón. El gas se convierte en plasma mediante una descarga eléctrica, creando iones cargados positivamente y electrones libres. Estos se mueven hacia el objetivo de pulverización y golpean sus átomos, expulsándolos. A continuación, los átomos pasan a través de la cámara de vacío y se adhieren a la herramienta, creando una fina y resistente película en la superficie. En estas condiciones, es posible controlar los parámetros del plasma metálico, formando las propiedades deseadas en el recubrimiento.
En el marco del programa de liderazgo académico estratégico "Prioridad 2030", los científicos realizaron experimentos con la pulverización magnetrón de TiAlN sobre muestras de prueba de acero de alta velocidad a diferentes frecuencias de impulsos de 20 y 30 kHz. Después de esto, analizaron la microestructura del material y descubrieron que los impulsos de 30 kHz son óptimos: con ellos, la estructura del recubrimiento se compacta y la rugosidad de la superficie disminuye significativamente. Las herramientas de corte de metal con tal recubrimiento funcionarán de manera más eficiente y durante más tiempo.
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